En hydrologisk modell , eller regnstrømningsmodell , er et digitalt verktøy for å representere forholdet mellom nedbør og strøm på skalaen til et vannskille . Det gjør det mulig å transformere tidsserier som beskriver klimaet til et gitt vannskille (serie med nedbør og temperaturer, for eksempel serier som er inngangene til den hydrologiske modellen) til en serie strømmer (produksjon av den hydrologiske modellen).
Flere hydrologiske modeller har blitt utviklet siden slutten av 1960-årene. Valget av hvilken type modell som skal brukes, avhenger vanligvis av modelleringsmålet og tilgjengelige inngangsdata.
Hydrologiske modeller gjør det derfor mulig å transformere serier som beskriver klimaet til et vannskille (typisk serie med nedbør og temperatur ) til en serie strømmer . Denne transformasjonen er ofte delt inn i to deler:
Mange klassifiseringer av hydrologiske modeller finnes i litteraturen. Faktisk kan et stort antall egenskaper ved modeller brukes til å konstruere en klassifisering. I tillegg er de fleste hydrologiske modeller samlinger av moduler som har forskjellige egenskaper: En fysisk basert hydrologisk modell kan således ha visse empiriske moduler, for eksempel, og derfor være på grensen mellom to typer hydrologiske modeller.
Forskjellige typer tilnærminger er utviklet for å representere forholdet mellom nedbør og avrenning: empiriske tilnærminger, konseptuelle tilnærminger og fysisk baserte tilnærminger. Valget av en metode for prosessrepresentasjon tilnærmer spesielt de andre egenskapene til en hydrologisk modell: En empirisk hydrologisk modell krever ikke romlig diskretisering av for eksempel prosesser, og er derfor generelt global.
Empirisk modellEn empirisk modell er bygget opp rundt direkte matematiske forhold etablert mellom innganger og utganger observert i vannskille . Denne typen modeller forsøker ikke å beskrive prosessene som er involvert i forholdet mellom nedbør og avrenning, og blir derfor ofte karakterisert som " black box " -modeller .
Konseptuell modellEn konseptuell modell søker å representere hovedprosessene i regn-strømningsforholdet uten å bruke de fysiske lovene som styrer de aktuelle prosessene. Denne typen modeller består vanligvis av sammenkoblede reservoarer, hvis nivåer øker og reduseres over tid, og som skal representere de forskjellige hydrologiske avdelingene i vannskillene . Bruken av forskjellige magasiner tillater en første separasjon av komponentene i forholdet mellom nedbør og strømning.
Fysisk basert modellEn fysikkbasert modell representerer prosessene i nedbør-avrenningsforholdet ved hjelp av de fysiske lovene som styrer disse prosessene. De land overflatemodeller er også fysisk-baserte modeller som representerer regn-flow forholdet. Denne typen modeller gjør det dessuten mulig å beregne de forskjellige vilkårene for vannbalansen til det studerte vannskillet .
I en global modell er vannskillet representert som en enkelt homogen romlig enhet. Den romlige variasjonen av de studerte prosessene blir derfor ikke eksplisitt tatt i betraktning med denne typen modeller.
Halvdistribuert modellI en semidistribuert modell modelleres noen prosesser ved å dele vannskillet i flere romlige enheter. Denne delingen av rommet kan utføres ved hjelp av hydrologiske kriterier (inndeling i et undervannsfelt), eller topografiske kriterier (inndeling i høydebånd). Denne modellen gjør det mulig å ta hensyn til den romlige variasjonen av de studerte prosessene.
Distribuert modellI en distribuert modell er vannskillet delt inn i flere romlige enheter. Denne romdelingen kan være i form av et vanlig nett, eller ved sub-vannskille. Denne modellen gjør det mulig å ta hensyn til den romlige variasjonen av de studerte prosessene.
De fleste hydrologiske modeller forvandler nedbør til flyt på det daglige tidspunktet og krever derfor inndata på det daglige tidspunktet. Imidlertid opererer noen modeller i større tidstrinn (månedlig, årlig eller til og med flerårig) mens andre opererer i langt finere tidstrinn (intradag, til og med infotime).
Til slutt kan transformasjonen av regn til strøm utføres kontinuerlig (takket være "kontinuerlige" hydrologiske modeller) eller diskontinuerlig, på skalaen til spesifikke regnfulle episoder (takket være "hendelse" hydrologiske modeller).
En hydrologisk modell kan brukes i flere sammenhenger: